Anno Scolastico SETTE ANTONIO PICCIRILLO GIUSEPPE

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1 Anno Scolastico PROGRAMMA DIDATTICO CONSUNTIVO CLASSE 4EI Docenti SETTE ANTONIO PICCIRILLO GIUSEPPE Disciplina SISTEMI E RETI Unità di Lavoro 1: Introduzione alle reti informatiche Periodo: Settembre Certificazione Cisco ITE (IT Essential 6.0): esame finale (pratico e teorico). Elementi fondamentali di una rete: definizioni, scopo, struttura Classificazione delle reti in base all estensione (PAN, LAN, MAN, WAN), all architettura (client/server, P2P) e alla topologia (a bus, a stella, ad albero, a maglia, ad anello). Concetti di protocollo di rete e di architettura stratificata. Il modello di riferimento ISO/OSI e la suite protocollare TCP/IP. Incapsulamento, reti a commutazione di circuito vs reti a commutazione di pacchetto. La rete di accesso. Struttura di Internet. Capitoli 1, 3 e 4 (prima parte) del corso CISCO CCNA R&S.: il livello fisico del software di rete (richiami del programma svolto lo scorso anno) - concetti di base della trasmissione dell informazione: i segnali e le loro caratteristiche (concetto di banda, rate, throughput); le modalità di trasmissione (half-duplex e full-duplex, trasmissioni di tipo unicast, multicast e broadcast). Caratteristiche funzionali e prestazioni dei principali mezzi fisici di trasmissione: cavi in rame (cavi UTP, STP), fibra ottica (monomodale e multimodale), collegamenti wireless. Teoria, laboratori e simulazioni con CISCO Packet Tracer. MOD01P-DID 1 / 7

2 Unità di Lavoro 2: Il livello di Collegamento Periodo: Ottobre - Dicembre Livello di collegamento: compiti e servizi offerti; hardware, software e firmware per l'implementazione; framing. Rilevamento e correzione degli errori (controllo di parità, checksum, ridondanza ciclica). Protocolli ad accesso multiplo: collegamento punto-punto e broadcast; concetto di collisione; protocolli a suddivisione del canale e ad accesso casuale; metodo di accesso CSMA/CD. Concetti di dominio di broadcast e dominio di collisione. Ethernet (IEEE 802.3): caratteristiche e servizi offerti, indirizzamento MAC, tecnica di accesso CSMA/CD in Ethernet. Svolgimento di esercizi per calcolare la previsione di collisioni. LAN switch: configurazione di dispositivi con sistema operativo CISCO IOS di livello datalink; tecniche di switching. Protocollo ARP e ARP table. Analisi di casi significativi. Introduzione alle reti wireless: problematiche; metodo di accesso CSMA/CA; formato del frame e differenze con il frame Ethernet. Lavoro di gruppo di approfondimento sulle principali tecnologie wireless (802.11x, Bluetooth, Zigbee, NFC) con esposizione dei risultati alla classe. Capitoli 2, 4 (seconda parte) e 5 del corso CISCO CCNA R&S. Teoria, laboratori e simulazioni con CISCO Software Cisco Packet Tracer: configurazione di dispositivi di rete di livello 2; limitazione dell'accesso; salvataggio delle configurazioni. Utilizzo dei tool Wireshark e Tcpdump per l analisi dei pacchetti di rete ARP. Unità di Lavoro 3: Il livello Network Periodo: Gennaio Caratteristiche e obiettivi del livello network. Servizi offerti e incapsulamento dei pacchetti IP. Protocollo IPv4: caratteristiche e formato del datagramma. Limiti di IPv4. MOD01P-DID 2 / 7

3 Protocollo IPv6: confronto con IPv4 e novità essenziali. Router: caratteristiche, funzioni, tabella di routing, configurazioni di base degli apparati CISCO di livello 3. Anatomia di un router (descrizione e analisi di apparati reali). Fase di bootstrap di un router. Memorie di un router Cisco (RAM, NVRAM, Flash). IPv4: struttura di un indirizzo, netmask. Introduzione all indirizzamento IPv6: concetti principali. Capitoli 6 del corso CISCO CCNA R&S. Teoria, laboratori e simulazioni con CISCO Packet Tracer per la configurazione di reti IP. Analisi del datagramma IP con il tool Wireshark. Certificazione CCNA: esame pratico del capitolo 6. Unità di lavoro 4: Indirizzamento e subnetting (UDA SCRUM) Periodo: Febbraio - Maggio Indirizzamento IPv4: tipologie di indirizzi (unicast, multicast, broadcast, indirizzi speciali); indirizzamento classful; indirizzamento classless e notazione CIDR. Indirizzi privati e pubblici. Indirizzamento IPv6: struttura di un indirizzo, rappresentazione in forma estesa e compatta, tipologie di indirizzi, indirizzi speciali. Metodi di assegnazione degli indirizzi Ipv4 e Ipv6 (DHCP, SLAAC, SLAAC + DHCP stateless) Pianificazione ed allocazione degli indirizzi IP in una rete. Subnetting IPv4 a maschera fissa (FLSM). Subnetting Ipv4 a maschera variabile (VLSM). Cenni al supernetting. Pianificazione e subnetting di una rete IPv4 (con documentazione e simulazione tramite Packet Tracer) Algoritmi di routing: algoritmi adattativi e non adattativi, caratteristiche della tabella di routing, Autonomous System e protocolli di routing esterni e interni (RIPv1, RIPv2, OSPF e EIGRP), la distanza amministrativa di una rete. Routing statico e dinamico: configurazione della tabella di routing (tramite i comandi Cisco IOS) sia nel caso di routing statico che dinamico (RIPv1 e RIPv2). Capitoli 7 e 8 di CISCO CCNA R&S. Teoria ed esercizi con Packet Tracer. MOD01P-DID 3 / 7

4 Uso di Packet Tracer per la configurazione di reti IPv4 e IPv6; Uso di tool per verificare la configurazione e per operazioni di troubleshooting tramite ICMP e ICMPv6 (comandi ping, ipconfig, tracert, traceroute, ). Configurazione di una rete IPv4 e IPv6 tra macchine virtuali Linux. Unità di lavoro 5: CERTIFICAZIONE CISCO CCNA ROUTING & SWITCHING Introduction to Network Periodo: Settembre - Maggio Il corso consiste di 11 capitoli con corrispondenti esami più prove finali teoriche e pratiche per il conseguimento della certificazione CISCO CCNA Routing & Switching: Introduction to Networks. I capitoli sono così organizzati: Chapter 1: Explore the Network Chapter 2: Configure a Network Operating System Chapter 3: Network Protocols and Communications Chapter 4: Network Access Chapter 5: Ethernet Chapter 6: Network Layer Chapter 7: IP Addressing Chapter 8: Subnetting IPNetworks Chapter 9: Transport Layer Chapter 10: Application Layer Chapter 11: Build a Small Network Ogni capitolo presenta anche esperienze di laboratorio mirate al raggiungimento delle abilità e competenze necessarie ad un tecnico di rete. Il corso è stato usato come supporto alle attività teoriche e pratiche svolte nelle unità di lavoro presentate in precedenza nel corso dell intero anno scolastico. Sono stati svolti i capitoli 1-8 con i relativi esami di fine modulo e tutte le attività pratiche previste. La trattazione dei capitoli 9, 10 ed 11 e gli esami finali per il conseguimento della certificazione vengono rimandati al quinto anno. MOD01P-DID 4 / 7

5 Consuntivo relativo all Unità di Apprendimento TITOLO DISCIPLINE COINVOLTE PERIODO/TEMPI PRODOTTO/COMPITO AUTENTICO Indirizzamento e subnetting IP con metodologia SCRUM Sistemi e Reti Febbraio - Maggio Pianificazione e progettazione dell indirizzamento IP per un contesto reale di una rete locale, con redazione della documentazione di rete e simulazione della soluzione proposta tramite il software Cisco Packet Tracer COMPETENZE Imparare ad imparare Collaborazione e lavoro in gruppo con metodologia SCRUM Scegliere dispositivi e strumenti in base alle loro caratteristiche funzionali Pianificare, progettare e configurare indirizzamento IP per semplici reti locali Conoscenze Indirizzamento IPv4: struttura di un indirizzo; indirizzi unicast, multicast, broadcast; indirizzi speciali; netmask;indirizzamento classful; indirizzamento classless e notazione CIDR. Indirizzi privati e pubblici. Indirizzamento IPv6: struttura di un indirizzo, rappresentazione in forma estesa e compatta, tipologie di indirizzi, indirizzi speciali. Metodi di assegnazione degli indirizzi Ipv4 e Ipv6 Pianificazione ed allocazione degli indirizzi IP in una rete Subnetting IPv4 a maschera fissa (FLSM). Subnetting Ipv4 a maschera variabile (VLSM). Cenni di supernetting. Algoritmi di routing: algoritmi adattativi e non adattativi, caratteristiche della tabella di routing, Autonomous System e Abilità Saper definire la struttura di un indirizzo IPv4 Saper identificare indirizzi IPv4 speciali, indirizzi privati e pubblici Saper determinare un Prefix Length a partire dalla notazione decimale di una Subnet Mask e viceversa Saper identificare i tipi di indirizzi IPv6 sia in forma estesa che compatta Saper indicare l uso dei vari tipi di indirizzi IPv6 Saper descrivere e utilizzare le metodologie di assegnazione degli indirizzi IPv4 e IPv6 Essere in grado di definire lo schema di indirizzamento completo per una rete impiegando la tecnica del subnetting a maschera fissa (FLSM) in base al numero di host in una subnet e in base al numero di subnet richieste MOD01P-DID 5 / 7

6 protocolli di routing esterni e interni (RIP, OSPF e EIGRP), la distanza amministrativa di una rete. Comandi del software IoS di CISCO per la configurazione dei dispositivi di interconnessione di rete (switch e router) e dei dispositivi terminali e per la verifica della connettività Metodo SCRUM per il lavoro in team per attività didattiche e lo sviluppo di un progetto di rete Essere in grado di definire lo schema di indirizzamento completo per una rete impiegando la tecnica del subnetting a maschera variabile (VLSM) Essere in grado di usare il software Packet Tracer per simulare una rete locale Essere in grado di configurare le interfacce di rete dei dispositivi terminali e dei router con Packet Tracer Saper configurare il routing RIP su un router con Packet Tracer Eventuali annotazioni Tutti gli studenti hanno ottenuto la certificazione CISCO ITE 6.0 superando l esame finale. L unità di lavoro relativa all indirizzamento IP e al subnetting è stata sviluppata come unità di apprendimento applicando la metodologia educalean per lo svolgimento delle attività didattiche. Il metodo educalean è una metodologia derivata dal metodo SCRUM per la gestione dei team che consente di dividere gli studenti in gruppi per l apprendimento in autonomia di conoscenze e abilità disciplinari. L attività è stata divisa in due Sprint: uno primo periodo dedicato all apprendimento di concetti teorici relativi sull indirizzamento (IPv4 e IPv6) e al subnetting (FLSM e VLSM) tramite lo studio di materiali forniti dal docente e lo svolgimento di esercizi di difficoltà crescente; un secondo periodo per la risoluzione di un problema reale, relativo alla pianificazione dell indirizzamento di una rete locale specifica con redazione di una relazione tecnica e la simulazione della soluzione proposta con il software Packet Tracer. MOD01P-DID 6 / 7

7 Tabella dei contenuti minimi Unità di Contenuti minimi lavoro 1 Elementi fondamentali di una rete: definizioni, scopo, struttura. Classificazione delle reti in base all estensione (PAN, LAN, MAN, WAN), all architettura (client/server, P2P) e alla topologia (a bus, a stella, ad albero, a maglia, ad anello). Concetti di protocollo di rete e di architettura stratificata. Il modello di riferimento ISO/OSI e la suite protocollare TCP/IP. Incapsulamento, reti a commutazione di circuito e reti a commutazione di pacchetto. La struttura di Internet. 2 Livello di collegamento: compiti e servizi offerti. Protocolli ad accesso multiplo: collegamento punto-punto e broadcast; concetto di collisione; protocolli a suddivisione del canale e ad accesso casuale. Metodo di accesso CSMA/CD. Concetti di dominio di broadcast e dominio di collisione. Ethernet (IEEE 802.3): caratteristiche e servizi offerti; indirizzamento MAC; tecnica di accesso CSMA/CD in Ethernet. LAN switch: configurazione di base di dispositivi con sistema operativo CISCO IOS di livello datalink. Protocollo ARP e ARP table. Introduzione alle reti wireless: problematiche; metodo di accesso CSMA/CA; formato del frame e differenze con il frame Ethernet. 3 Caratteristiche e obiettivi del livello network; servizi offerti e incapsulamento dei pacchetti IP. Protocollo IPv4: caratteristiche e formato del datagramma. Limiti di IPv4. Protocollo IPv6: confronto con IPv4 e novità essenziali. Router: caratteristiche, funzioni, tabella di routing, configurazioni di base degli apparati CISCO di livello 3. 4 Indirizzamento IPv4: tipologie di indirizzi (unicast, multicast, broadcast); indirizzamento classful; indirizzamento classless e notazione CIDR. Indirizzi IPv4 privati e indirizzi IPv4 pubblici. Subnetting IPv4 a maschera fissa (FLSM). Subnetting Ipv4 a maschera variabile (VLSM). Routing: algoritmi adattativi e non adattativi, caratteristiche della tabella di routing. Routing statico. RIPv1 e RIPv2. Uso di tool per verificare la configurazione e per operazioni di troubleshooting tramite ICMP e ICMPv6 (comandi ping, ipconfig, tracert, traceroute, ). Verona, 24/05/2019 MOD01P-DID 7 / 7